CN103940805A - 一种铂钯矿中贵金属的测定方法 - Google Patents

Abstract

一种测定铂族金属矿石中贵金属的方法包括以下步骤：(1)从镍锍试金富集试样中的贵金属中得到镍锍扣；(2)用研磨机粉碎镍锍扣；(3)将粉碎后的镍锍扣加入盐酸溶液中，加热溶解除去镍锍中的贱金属和硫；(4)向步骤(3)所得溶液中加入还原剂和共沉淀剂回收少量损失于溶液中的贵金属；(5)负压抽滤得到贵金属沉淀物；(6)在水浴中用王水将步骤(5)中的沉淀物连同滤膜溶解后用纯水稀释定容；(7)用电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-OES)绘制铂、钯、金、铑、钌、铱的校准曲线，测定试样溶液中铂、钯、金、铑、钌、铱的谱线强度；(8)根据校准曲线和样品信息表用计算机自动计算待测元素的含量。本方法稳定性好，结果准确度高。本方法一次称样和前处理可以同时测定6种贵金属元素，大幅提升了工作效率，降低了检测成本。

Description

一种铂钯矿中贵金属的测定方法

技术领域

本发明属于化学领域，是一种适用于测定铂族金属矿石中贵金属的方法，特别是一种镍锍试金富集ICP-OES同时测定Pt，Pd，Au，Rh，Ru，Ir的方法。

背景技术

津巴布韦大岩墙铂钯矿区(以下简称大岩墙)地质和矿石样品中的铂族金属含量通常比较高，一般在μg/g级。这种高含量的铂族金属矿床在国内罕见，现有的铂族金属测试方法(包括国家标准)一般使用原子吸收光谱仪(AAS)或电感藕合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定，前者不能同时测定多种元素，流程繁琐，效率较低，且稳定性和准确度达不到要求；后者不适用于测定μg/g级的铂族金属的测定。

发明内容

本方法的目的是提供一种准确、快速地同时测定高含量铂族金属矿中贵金属元素的方法。

电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-OES)具有高灵敏度(亚ppb级)，高精度，化学干扰少，线性范围宽及同时测定多元素等优点；火试金是经典的贵金属富集方法，稳定，准确，富集比较高。火试金中镍锍捕集铂族金属的能力强，可以同时定量捕集Pt，Pd，Rh，Ru，Ir，Au等贵金属元素。同时，镍锍能被盐酸溶解，而其中的贵金属不溶于盐酸，从而使贵金属与贱金属及硫分离。加入氯化亚锡溶液和碲酸钠溶液，可通过还原和共沉淀回收少量溶解于溶液中的贵金属，并使溶液中的贵金属沉淀聚合便于过滤分离。采用火试金富集、ICP-OES测定，使得本法兼具了两者的优点，即高稳定性、高灵敏度及高效率。

本发明所述的测定铂族金属矿石中贵金属的方法包括以下步骤：

(1)从镍锍试金富集试样中的贵金属中得到镍锍扣；

(2)用研磨机粉碎镍锍扣；

(3)将粉碎后的镍锍扣加入盐酸溶液中，加热溶解除去镍锍中的贱金属和硫；

(4)向步骤(3)所得溶液中加入还原剂和共沉淀剂回收少量损失于溶液中的贵金属；

(5)负压抽滤得到贵金属沉淀物；

(6)在水浴中用王水将步骤(5)中的沉淀物连同滤膜溶解后用纯水稀释定容；

(7)用电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-OES)绘制铂、钯、金、铑、钌、铱的校准曲线，测定试样溶液中铂、钯、金、铑、钌、铱的谱线强度；

(8)根据校准曲线和样品信息表用计算机自动计算待测元素的含量。

所用试剂与溶液如表1所示：

表1试剂与溶液

所用仪器与设备包括：电子分析天平：感量0.1mg；电子分析天平：感量0.01g；电感藕合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)，Optima2100DV，美国珀金埃尔默公司生产；试金坩埚：300ml；箱式电阻炉：16kw，1300℃；温控式电热板：400℃；真空抽滤装置；铸铁模：300ml；振动球磨粉碎机。

所述试样粒度应全部通过160#标准筛，85％通过200#标准筛；试样使用前先在105℃干燥2h后置于干燥器中冷却到室温。

该方法所用试金熔剂配比按表2所列配方制备：

表2试金混合熔剂配方

所述步骤(1)具体操作为：

称取20g试样(精确到0.01g)于具塞三角烧瓶中，加入混合熔剂，充分摇匀后转入试金坩埚中，尽量使试料表面平整，然后在表面均匀铺上一薄层覆盖剂(R07)；

将试金坩埚放入已升温至1100℃的马弗炉中，1100℃恒温熔融60-70分钟；

将熔融体倒入铸铁模中，冷却；

将冷却后的熔融体敲碎，取出镍锍扣；

每批样品个数为30-50个，包括2个试剂空白样品和2个标准物质样品。根据样品待测元素含量选择高、低含量2个标准物质样品。

所述盐酸溶解镍锍扣具体操作为：

将镍锍扣置于振动球磨粉碎机中，研磨10秒钟；

将粉末倒入125ml高型烧杯中，加入盐酸(R08)80ml，盖上表皿，置于电热板上，100-120℃低温加热溶解至溶液变清且不再冒小气泡；

取下稍冷，加入碲酸钠溶液(R11)1-2ml，氯化氩锡溶液2-3ml，低温加热30-40分钟，取下放置2小时以上；

在负压抽滤装置上装入滤膜，将溶液倒入进行抽滤，用10％盐酸洗涤10次，再用纯水洗涤5次；

将连沉淀连同滤膜一起移入带有10ml刻度线的25ml比色管中，加入王水(R10)1ml，上盖，置于水浴中加热到沉淀及滤膜全部溶解，取出冷却；

加入纯水稀释到10ml刻度线，摇匀，放置2h以上。

其中，ICP-OES测定待测元素所用仪器参数如表3、4所示：

表3测定波长、检测限、定量限及背景校正

表4仪器工作参数

ICP功率(W)	1300	曝光时间(自动)	min1s，max
				等离子体气流量(L/min)	15	积分方式	峰面积
辅助气流量(L/min)	0.2	每峰点数	3
				雾化气流量(L/min)	0.8	测定次数	1
吹扫气流量	正常	迟延时间	30s
				观测方式	轴向	样品溶液流量(mL/min)	1.5
观测距离(mm)	15

ICP-OES测定待测元素具体操作为：

按照仪器说明书及操作规程启动仪器，选择分析元素，编制样品信息表；

仪器预热10分钟后可以点矩，稳定20分钟左右可以进行初始化，也可以等待仪器自动进行初始化，如初始化正常，则可进行测定；

校准：测定校准空白溶液(R16)及校准标准溶液系列(R15)，建立校准曲线；

样品测定：测定完校准溶液即可顺序测定样品溶液，每个样品测定完需用空白清洗溶液(R17)清洗进样系统；

样品测定过程中可以实时观察谱线及测定结果，发现异常可以及时查找原因并处理问题。

结果计算及数据处理具体操作为：

首先，利用OPTIMA2100DV附带的WinLab32软件自动计算结果。如果要手动计算，可以按下式计算干基固体样品中待测元素的含量：

ω(B)＝(ρ(B)-ρ(0))*V/m

式中：ω(B)——试样中待测物的含量，μg/g(或10-6)

ρ(B)——试样溶液中待测物的浓度，μg/L

ρ(0)——试剂空白溶液中待测物的浓度，μg/L

V——测定溶液的体积，ml

m——被称取试样的质量，g

另外，WinLab32软件亦有强大的数据处理功能，可以利用数据再处理功能进行背景扣除和基体干扰校正。对津巴布韦大岩墙的地质和矿物样品，仅需利用软件直观选择谱峰两侧合适的点进行背景扣除，无需校正基体干扰。

本法尤其适用于津巴布韦大岩墙铂钯矿区地质和矿石样品中贵金属的测定，已应用本法完成超过30000件地质样品中铂、钯、金、铑、钉、铱的测定，方法稳定性好，结果准确度高。本法一次称样和前处理可以同时测定6种贵金属元素，大幅提升了工作效率，降低了检测成本。

具体实施方式

一种测定铂族金属矿石中贵金属的方法包括以下步骤：

(1)从镍锍试金富集试样中的贵金属中得到镍锍扣；

(2)用研磨机粉碎镍锍扣；

(3)将粉碎后的镍锍扣加入盐酸溶液中，加热溶解除去镍锍中的贱金属和硫；

(4)向步骤(3)所得溶液中加入还原剂和共沉淀剂回收少量损失于溶液中的贵金属；

(5)负压抽滤得到贵金属沉淀物；

(6)在水浴中用王水将步骤(5)中的沉淀物连同滤膜溶解后用纯水稀释定容；

(7)用电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-OES)绘制铂、钯、金、铑、钌、铱的校准曲线，测定试样溶液中铂、钯、金、铑、钌、铱的谱线强度；

(8)根据校准曲线和样品信息表用计算机自动计算待测元素的含量。

所用试剂与溶液如表1所示：所用仪器与设备包括：电子分析天平：感量0.1mg；电子分析天平：感量0.01g；电感藕合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)，Optima2100DV，美国珀金埃尔默公司生产；试金坩埚：300ml；箱式电阻炉：16kw，1300℃；温控式电热板：400℃；真空抽滤装置；铸铁模：300ml；振动球磨粉碎机。

所述试样粒度应全部通过160#标准筛，85％通过200#标准筛；试样使用前先在105℃干燥2h后置于干燥器中冷却到室温。

该方法所用试金熔剂配比按表2所列配方制备。

所述步骤(1)具体操作为：

称取20g试样(精确到0.01g)于具塞三角烧瓶中，加入混合熔剂，充分摇匀后转入试金坩埚中，尽量使试料表面平整，然后在表面均匀铺上一薄层覆盖剂(R07)；

将试金坩埚放入已升温至1100℃的马弗炉中，1100℃恒温熔融60-70分钟；

将熔融体倒入铸铁模中，冷却；

将冷却后的熔融体敲碎，取出镍锍扣；

每批样品个数为30-50个，包括2个试剂空白样品和2个标准物质样品。根据样品待测元素含量选择高、低含量2个标准物质样品。

所述盐酸溶解镍锍扣具体操作为：

将镍锍扣置于振动球磨粉碎机中，研磨10秒钟；

将粉末倒入125ml高型烧杯中，加入盐酸(R08)80ml，盖上表皿，置于电热板上，100-120℃低温加热溶解至溶液变清且不再冒小气泡；

取下稍冷，加入碲酸钠溶液(R11)1-2ml，氯化氩锡溶液2-3ml，低温加热30-40分钟，取下放置2小时以上；

在负压抽滤装置上装入滤膜，将溶液倒入进行抽滤，用10％盐酸洗涤10次，再用纯水洗涤5次；

将连沉淀连同滤膜一起移入带有10ml刻度线的25ml比色管中，加入王水(R10)1ml，上盖，置于水浴中加热到沉淀及滤膜全部溶解，取出冷却；

加入纯水稀释到10ml刻度线，摇匀，放置2h以上。

其中，ICP-OES测定待测元素所用仪器参数如表3、4所示。ICP-OES测定待测元素具体操作为：

按照仪器说明书及操作规程启动仪器，选择分析元素，编制样品信息表；

仪器预热10分钟后可以点矩，稳定20分钟左右可以进行初始化，也可以等待仪器自动进行初始化，如初始化正常，则可进行测定；

校准：测定校准空白溶液(R16)及校准标准溶液系列(R15)，建立校准曲线；

样品测定：测定完校准溶液即可顺序测定样品溶液，每个样品测定完需用空白清洗溶液(R17)清洗进样系统；

样品测定过程中可以实时观察谱线及测定结果，发现异常可以及时查找原因并处理问题。

结果计算及数据处理具体操作为：

首先，利用OPTIMA2100DV附带的WinLab32软件自动计算结果。如果要手动计算，可以按下式计算干基固体样品中待测元素的含量：

ω(B)＝(ρ(B)-ρ(0))*V/m

式中：ω(B)——试样中待测物的含量，μg/g(或10-6)

ρ(B)——试样溶液中待测物的浓度，μg/L

ρ(0)——试剂空白溶液中待测物的浓度，μg/L

V——测定溶液的体积，ml

m——被称取试样的质量，g

另外，WinLab32软件亦有强大的数据处理功能，可以利用数据再处理功能进行背景扣除和基体干扰校正。对津巴布韦大岩墙的地质和矿物样品，仅需利用软件直观选择谱峰两侧合适的点进行背景扣除，无需校正基体干扰。

Claims (4)

1.一种测定铂族金属矿石中贵金属的方法包括以下步骤：

(1)从镍锍试金富集试样中的贵金属中得到镍锍扣；

(2)用研磨机粉碎镍锍扣；

(3)将粉碎后的镍锍扣加入盐酸溶液中，加热溶解除去镍锍中的贱金属和硫；

(4)向步骤(3)所得溶液中加入还原剂和共沉淀剂回收少量损失于溶液中的贵金属；

(5)负压抽滤得到贵金属沉淀物；

(6)在水浴中用王水将步骤(5)中的沉淀物连同滤膜溶解后用纯水稀释定容；

(7)用电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-OES)绘制铂、钯、金、铑、钉、铱的校准曲线，测定试样溶液中铂、钯、金、铑、钉、铱的谱线强度；

(8)根据校准曲线和样品信息表用计算机自动计算待测元素的含量。

2.一种如权利要求1所述的测定铂族金属矿石中贵金属的方法，其特征是：所述步骤(1)具体操作为：

称取20g试样于具塞三角烧瓶中，加入混合熔剂，充分摇匀后转入试金坩埚中，尽量使试料表面平整，然后在表面均匀铺上一薄层覆盖剂；

将试金坩埚放入已升温至1100℃的马弗炉中，1100℃恒温熔融60-70分钟；

将熔融体倒入铸铁模中，冷却；

将冷却后的熔融体敲碎，取出镍锍扣；

每批样品个数为30-50个，包括2个试剂空白样品和2个标准物质样品。根据样品待测元素含量选择高、低含量2个标准物质样品。

3.一种如权利要求1所述的测定铂族金属矿石中贵金属的方法，其特征是：所述盐酸溶解镍锍扣具体操作为：

将镍锍扣置于振动球磨粉碎机中，研磨10秒钟；

将粉末倒入125ml高型烧杯中，加入盐酸(R08)80ml，盖上表皿，置于电热板上，100-120℃低温加热溶解至溶液变清且不再冒小气泡；

取下稍冷，加入碲酸钠溶液(R11)1-2ml，氯化氩锡溶液2-3ml，低温加热30-40分钟，取下放置2小时以上；

在负压抽滤装置上装入滤膜，将溶液倒入进行抽滤，用10％盐酸洗涤10次，再用纯水洗涤5次；

将连沉淀连同滤膜一起移入带有10ml刻度线的25ml比色管中，加入王水(R10)1ml，上盖，置于水浴中加热到沉淀及滤膜全部溶解，取出冷却；

加入纯水稀释到10ml刻度线，摇匀，放置2h以上。

4.一种如权利要求1所述的测定铂族金属矿石中贵金属的方法，其特征是：所述ICP-OES测定待测元素具体操作为：

按照仪器说明书及操作规程启动仪器，选择分析元素，编制样品信息表；

仪器预热10分钟后可以点矩，稳定20分钟左右可以进行初始化，也可以等待仪器自动进行初始化，如初始化正常，则可进行测定；

校准：测定校准空白溶液(R16)及校准标准溶液系列(R15)，建立校准曲线；

样品测定：测定完校准溶液即可顺序测定样品溶液，每个样品测定完需用空白清洗溶液(R17)清洗进样系统；

样品测定过程中可以实时观察谱线及测定结果，发现异常可以及时查找原因并处理问题。